牛祥永,林君焕

(台州职业技术学院 中德学院,浙江 台州 318000)

多线切割是一种新型的加工方法,它通过金属丝的高速往复运动把磨料带入半导体加工区域进行研磨,最终把半导体切割成薄片,因而该方法具有高的加工精度和效率,目前已逐渐代替传统的内圆切片加工方法[1-2]。日本学者在多线切割机加工工艺方面做了大量开创性研究[3-4]。目前国内研究主要集中在多线切割机切割金属丝线的恒张力控制问题,也就是如何使放线罗拉、收线罗拉、主罗拉组成的轮系保持同步[5]。张力相对恒定是切割中的关键工艺,张力的波动一旦超过界限将导致切割线的抖动幅度和频率增大,进而影响加工质量,甚至断线从而产生废品,增加生产成本。

针对多线切割机切割金属丝线的恒张力控制问题,国内学者取得了一定的研究成果。文献[6]中提出了自适应逆随动控制系统结构,该结构具有较好的恒张力控制效果。文献[7-8]中提出了机电一体化的张力控制系统方案,实验结果验证了该系统的可行性和可靠性。文献[9]中提出了基于相邻轴误差的多电动机同步控制方法,该方法具有张力波动范围小、控制精度高、调整方便的优点。文献[10]中设计了加工罗拉摇摆装置,采用模糊迭代同步控制策略实现了对LED(light emitting diode)多线切割机的同步控制,具有控制精度高等优点。本文针对多线切割机运行中收放线罗拉半径时变特征,设计了自适应比例-积分-微分(PID)控制器。在深入研究伺服电机及其驱动器模型的基础上,建立了多线切割机恒张力自适应PID控制仿真模型。……